[發明專利]一種納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201310189629.0
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103255377A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 劉輝東;楊兵;萬強;王如意
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/08;C23C14/54;F24J2/48;B32B15/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層，其特征在于：該吸收涂層是在不銹鋼的基底上依次沉積有紅外高反射層、低氧吸收層、中氧吸收層和高氧減反射層，其中：紅外高反射層材料為純金屬Cr；低氧吸收層和中氧吸收層均為Cr-Al合金納米晶與非晶相（Al₂Cr）-O_X的復合材料，其中低氧吸收層X的范圍為0.67≤X≤0.75，中氧吸收層的X的范圍為0.8≤X≤0.9；高氧減反射層為非晶(Al₂Cr)O_X材料，其中X的范圍為1≤X≤1.2。

2.如權利要求1所述的納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層，其特征在于：所述吸收涂層的整體厚度在600nm～820nm，其中：

1）紅外高反射層的厚度為500-600納米；

2）低氧吸收層的厚度為65-75納米；

3）中氧吸收層的厚度為40-50納米；

4）高氧減反射層的厚度為45-55納米。

3.如權利要求1所述的納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層，其特征在于：所述

低氧吸收層中Cr-Al合金納米晶的大小為2-5納米；中氧吸收層中Cr-Al合金納米晶的大小為2-3納米。

4.一種如權利要求1所述的納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層的制備方法，其特征在于：在制備過程中基底保持旋轉，利用電弧放電法制備涂層，具體步驟如下：?

1）在經過化學清洗的基底上沉積紅外高反射層，該紅外高反射層材料為純金屬Cr；

2）在紅外高反射層上依次沉積低氧吸收層和中氧吸收層，該低氧吸收層和中氧吸收層為Cr-Al合金納米晶與非晶相（Al₂Cr）-O_X的復合材料，其中低氧吸收層X的范圍為0.67≤X≤0.75，中氧吸收層的X的范圍為0.8≤X≤0.9；高氧減反射層為非晶(Al₂Cr)O_X材料；

3）在中氧吸收層上沉積高氧減反射層，該高氧減反射層為為非晶(Al₂Cr)O_X材料，其中X的范圍為1≤X≤1.2。

5.如權利要求4所述的納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層的制備方法，其特征在于：

1）所述的Cr層的沉積條件為：電弧功率為?1.4-1.6千瓦，真空度為?10^-3-10^-2Pa，基底偏壓為-800到-1000V?；

2）所述的低氧吸收層的沉積條件為：氧氣和氬氣環境下，電流30-50A，對應的電弧功率為0.6-1千瓦，氧流量15-25?SCCM，真空度為0.4-0.6Pa，基底偏壓為-100到-200V；

3）所述的中氧吸收層的沉積條件為：氧氣和氬氣環境下，電流30-50A，對應的電弧功率為0.6-1千瓦,氧流量30-40?SCCM，真空度為0.4-0.6Pa，基底偏壓為-100到-200V；

4）所述的高氧層的沉積條件為：氬氣和過量氧氣環境下，電流30-50A，對應的電弧功率為0.6-1千瓦,氧流量50-160SCCM，真空度為0.5-2Pa，基底偏壓為-100到-200V。

6.如權利要求4所述的納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層的制備方法，其特征在于：所述吸收涂層的整體厚度在600nm～820nm，其中：

1）高反射層的厚度為500-600納米；

2）低氧吸收層的厚度為65-75納米；

3）中氧吸收層的厚度為40-50納米；

4）高氧減反射層的厚度為45-55納米。

7.如權利要求4所述的納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層的制備方法，其特征在于：所述低氧吸收層中Cr-Al合金納米晶的大小為2-5納米；中氧吸收層中Cr-Al合金納米晶的大小為2-3納米。

8.如權利要求4所述的納米復合Cr-Al-O太陽光譜選擇吸收涂層的制備方法，其特征在于：所述基底的轉速范圍在3-5rpm。